JP2003163495A - 部品実装方法 - Google Patents
部品実装方法Info
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Abstract
実装することが可能な部品実装方法を提供する。 【解決手段】 吸着された部品の画像20’が所定の認
識領域7bを有する認識装置で認識され、認識結果に基
づいて部品が基板の定められた位置に搭載される。部品
認識時、予め求めた特徴部の画像位置に所定の大きさの
ウィンドウ30が設定され、部品20の特徴部の画像2
0b’がウィンドウ内に位置しているかどうかが判定さ
れる。位置していない場合には、ウィンドウを部品画像
中心Cを軸にして90度ずつ回転させ、ウィンドウ内に
画像を位置させる。この回転量は、部品の正規の向きに
対するずれを示しているので、このずれが補正されて部
品が実装される。従って、部品を確実に正規の向きにし
て部品を基板上に搭載することができる。
Description
らに詳細には、吸着部で吸着された部品の画像を所定の
認識領域を有する認識装置で認識し、認識結果に基づい
て部品を基板の定められた位置に実装する部品実装方法
に関する。
では、部品供給部(フィーダ)から供給される電子部品
をヘッド部の吸着ノズルで吸着し、これを搬送されてく
る基板の所定の位置に実装している。部品吸着時、必ず
しも正しい姿勢で吸着されるわけではないので、部品吸
着後ヘッド部を撮像装置の位置に移動させ、部品の吸着
姿勢を認識して部品中心と吸着中心間の位置ずれ及び吸
着角度ずれを求め、これを補正して基板の所定位置に正
しい姿勢で搭載している。
置で、部品を基板に搭載する場合、上述したように、位
置ずれは補正されるが、部品に極性(方向性)がある場
合には、その極性にあった向きで基板に実装しなければ
ならない。フィーダから供給される部品に極性がある場
合、その供給向きと極性の関係が一定となるように供給
される場合には、それに沿って部品の向きが正規の向き
になるように、向きを考慮すればよいが、供給向きと極
性の関係が一定でない場合には、目視などで部品の向き
を確認する必要があった。
場合には、その極性が所定の方向になっているかを確認
するのは困難であり、部品の向きが正規ないし適正でな
くても基板に実装されてしまうため、不良基板を発生さ
せてしまう、という問題があった。
めになされたもので、部品の向きを確実に正規の向きに
して部品を実装することが可能な部品実装方法を提供す
ることをその課題とする。
決するために、吸着された部品の画像を認識装置で認識
し、認識結果に基づいて部品を基板の定められた位置に
実装する部品実装方法において、部品が正規の向きで吸
着されたときの部品に形成された特徴部の画像位置を予
め求め、部品認識時、前記予め求めた特徴部の画像位置
に所定の大きさのウィンドウを設定し、特徴部の画像が
ウィンドウ内に位置しているかどうかを判定し、位置し
ていない場合には、位置するまで部品画像中心を軸にし
て部品の画像とウィンドウを相対的に回転させ、その回
転量に応じて部品を正規の向きに変えて部品実装する構
成を採用している。
に形成された特徴部の画像の正規の位置に対するずれを
示しており、そのずれが補正されて部品が搭載されるの
で、部品を確実に正規の向きにして基板上に搭載するこ
とが可能になる。
づいて本発明を詳細に説明する。
(マウンタ)の概要図であり、図2はその制御構成を示
すブロック図である。部品実装装置は、フィーダ(部品
供給部)8より供給される電子部品(以下単に部品とい
う)20を吸着する吸着ノズル3aを備えたヘッド部3
を有しており、このヘッド部3はCPUで構成される制
御部10により駆動されるX軸モータ11によってX軸
1に沿って移動し、またX軸1は、Y軸モータ12によ
りY軸2、2’に沿って移動できるようになっており、
それによりヘッド部3は、XY軸方向に移動可能に構成
される。またヘッド部3は、Z軸モータ13によってZ
軸方向に駆動されて昇降し、また吸着ノズル3aはθ軸
モータ14によってノズル軸を中心に回転できるように
構成されている。
像するCCDカメラのような撮像装置5が配置され(撮
像装置5はヘッド部3に搭載することもできる)、ヘッ
ド部3は、部品吸着後撮像装置5に移動して、部品20
が撮像装置5により撮像される。部品の撮像画像は画像
認識装置7で認識され、部品の向き、部品中心と吸着中
心の位置ずれ、また吸着角度ずれが補正され、搬送され
てくる基板6に部品20が搭載される。
1、マウス22などの入力装置が設けられ、部品データ
など種々のデータが入力でき、また生成されたデータが
記憶装置23に格納できるようになっている。さらに、
モニタ24が設けられ、このモニタ24には、入力した
データや、撮像装置5で撮像した部品画像が表示できる
ようになっている。
タ13で下方に駆動されて、フィーダ8から供給された
部品20を吸着し、その後X軸モータ11、Y軸モータ
12により駆動されて撮像装置5の位置に移動され、そ
こで部品20が撮像される。部品20の画像は画像認識
装置7で処理され、部品の吸着姿勢が認識されて部品中
心と吸着中心間の位置ずれ及び吸着角度ずれが算出され
る。その後、ヘッド部3が基板6方向に移動し、前記ず
れ量が補正されて部品20が基板6の所定位置に正しい
姿勢で実装される。
ボール電極20aを有する正方形の部品(BGA)の場
合で、図面で右上端部を、例えば基板の搭載位置の右上
端部に合わせ搭載しなければならないような極性のある
部品の場合には、例えば部品が時計方向に90°回転さ
れて吸着されるときは、部品の左上端部が基板の搭載位
置の右上端部に位置して搭載されるので、基板不良を発
生させてしまう。部品20には対称性があるので、この
極性の誤りを目視で判定するのは困難である。
いる特徴部20bを検出して部品の向きを判定し、部品
の向きが正規の向きでない場合には、その向きを補正し
て部品を搭載するようにしている。以下にその方法を説
明する。
判別するための特徴部をティーチングする。例えば、部
品20の裏面には、文字、記号あるいはその他濃淡を有
するマーク、パターンなど任意の形状の特徴部20bが
最初から印刷ないし形成されているので、これらのマー
クなどを特徴部として利用する。
aで部品20を正規の(適正な)向きで吸着する(ステ
ップS1)。ここで、正規の向きは、例えば、部品20
が、図3に示されたような正方形の部品(BGA)であ
る場合、図面で右上端部が、基板の搭載位置の右上端部
に合ようような向きであるとする。
移動させて、部品を撮像し、画像認識装置7で認識し、
公知の認識アルゴリズムを用いて部品の中心C(X、
Y)、吸着傾き(θ)を算出する(ステップS2)。
応じて決まる認識領域7aに部品の画像20’が図示さ
れており、吸着時の段階で発生する部品中心C(X、Y)
と吸着中心C’(ノズル中心で、認識領域の中心に対
応)間の位置ずれ、並びに吸着傾き(θ)が図示されて
いる。これらの認識領域7a、部品の画像などはモニタ
24に表示させることができる。
11、12で移動させることにより、また吸着ノズル3
aをθ軸モータ14で回転させることにより、部品中心
Cを認識装置の中心(吸着中心C’)と一致させ、また
傾き(θ)を補正する(ステップS3)。この状態が図
5(B)に図示されており、部品の画像20’は、部品
20が正規の向きで吸着され、かつ吸着時の位置ずれ、
傾きずれがないときの画像に対応している。
ーできる所定の大きさのウィンドウをモニタ24上に発
生させ、キーボード21、マウス22等のデバイスで、
部品の向きを判別するための特徴部の画像20b’を覆
うようなウィンドウ30を設定する(ステップS4)。
ウィンドウが設定されると、そのウィンドウでの明るさ
をどのように定義するかの情報と部品中心に対するウィ
ンドウ位置情報が取り込まれ、これらの情報が記憶装置
23に格納される。明るさは、ウィンドウ内の明るさの
平均値(AVE)、最大値(MAX)、最小値(MI
N)として定義することができ、各値を所定のしきい値
と比較して特徴部がウィンドウ内に位置しているかどう
かが判定される。ウィンドウ内の明るさを、平均値(A
VE)、最大値(MAX)、最小値(MIN)のいずれ
とするかは選択可能であり(ステップS5)、通常は、
平均値が選択される。これでティーチング動作が終了す
る(ステップS6)。尚、図示例では、特徴部は、1つ
であるが、複数指定でき、その場合、ウィンドウはこれ
ら指定された特徴部がすべてカバーできるような大きさ
に設定される。
産するときの流れが図示されている。基板生産時には、
部品20が撮像装置5で撮像され、画像認識装置7で認
識され(ステップS11)、所定の認識アルゴリズムを
用いて部品の中心C(X、Y)、傾き(θ)が算出され
る。その後、ティーチングの段階で、部品中心に対する
ウィンドウ位置の情報並びにウィンドウ内の明るさの定
義情報が記憶装置23に格納されているので、これらの
情報を取得して(ステップS12)、モニタ24上にウ
ィンドウを設定し、そのウィンドウ内の明るさを判定す
る(ステップS13)。このウィンドウが設定された状
態が図7(A)に図示されている。
さの平均値とする場合は、ウィンドウ30内の明るさの
平均値を求める。特徴部20bに反射性があり、画像2
0b’が明るく見える場合には、ウィンドウ内の明るさ
がしきい値より大きくなるので、特徴部がウィンドウ内
に位置していると判定できる。そこで、しきい値に所定
のマージンを持たせて、平均値 > しきい値 − マー
ジンと判定されたら、ウィンドウ30内に特徴部20b
の画像20b’があると判定する。
ステップS14の判断が否定され、ウィンドウ30内に
は特徴部20bの画像20b’がないと判定されるの
で、部品中心Cを中心にウィンドウ30を時計方向に9
0°回転させる(ステップS15)。この状態が図7
(B)に図示されている。この状態では、特徴部の画像
20b’がウィンドウ30内に位置しており、平均値
> しきい値 − マージンの条件が満たされるので、ス
テップS16で、部品の向きが判定される(ステップS
16)。例えば、ステップS15の通過回数(ウィンド
ウの回転量に対応)で部品の向きを判定でき、通過がな
ければ、正規の向きに、またn回(n=1、2、3)通
過すれば、それぞれ向きが90度、180度、270度
時計方向にずれていると判定する(ステップS16)。
の向きを補正する(ステップS17)。図7の例では、
部品の向きが正規の向きに対して時計方向に90度ずれ
ているので、θ軸モータ14を反時計方向に90度回転
して部品の向きを補正する。また部品中心Cと吸着中心
C’の位置ずれ、吸着角度のずれ(θ)は、従来と同様
に、部品が基板上に搭載されるまでに補正される。
規な向きにしてしかも位置ずれ、角度ずれなく正確に基
板の所定位置に実装することが可能になる。
像がウィンドウ内にない場合、部品中心を軸としてウィ
ンドウを回転させたが、部品の画像を部品中心を軸とし
て回転させるようにしてもよい。この場合には、ウィン
ドウに特徴部の画像が位置するまでの回転量だけその回
転方向に部品をθ軸回転させ、部品の向きを補正する。
(θ)の補正は、個別に行なっても、また同時に行なっ
てもよい。後者の場合で図7の場合には、部品は反時計
方向に90度+θの角度回転されることになる。
景に対して明るいことを前提にしているが、背景よりも
暗い場合には、明るさの平均値 < しきい値 + マー
ジンとなったときにウィンドウ内に特徴部が位置すると
判定する。
部品認識時、部品に形成された特徴部の画像の正規の位
置に対するずれを測定して部品の向きを判定しているの
で、部品を確実に正規の向きにして部品を搭載すること
ができ、基板の生産効率を向上させることができる。
た上面図である。
図である。
流れを示したフローチャートである。
示した説明図である。
ートである。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 吸着された部品の画像を認識装置で認識
し、認識結果に基づいて部品を基板の定められた位置に
実装する部品実装方法において、 部品が正規の向きで吸着されたときの部品に形成された
特徴部の画像位置を予め求め、 部品認識時、前記予め求めた特徴部の画像位置に所定の
大きさのウィンドウを設定し、 特徴部の画像がウィンドウ内に位置しているかどうかを
判定し、 位置していない場合には、位置するまで部品画像中心を
軸にして部品の画像とウィンドウを相対的に回転させ、 その回転量に応じて部品を正規の向きに変えて部品実装
することを特徴とする部品実装方法。 - 【請求項2】 特徴点を複数指定し、その複数の特徴点
の画像から部品の向きを判定することを特徴とする請求
項1に記載の部品実装方法。 - 【請求項3】 前記ウィンドウ内の明るさの平均値、最
大値あるいは最小値を求め、求めた値をしきい値と比較
してウィンドウ内に特徴部の画像が位置しているかどう
かを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の
部品実装方法。
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